Самолёт с акульим носом. Опытный истребитель Northrop F-5G/F-20A Tigershark. США
Данный винтажный материал был переведен уважаемым коллегой NF и немного доработан мной. Это последний перевод коллеги NF в этом году.
По результатам масштабных исследований, проведенных концерном Northrop в 1954-55 годах, был разработан ряд проектов сверхзвуковых самолётов, получивших первоначально общее обозначение N 156. Немного позже из этой группы для последующих этапов работ были взяты два варианта.
Первая версия, получившая обозначение Т-38 Talon, была учебно-тренировочным самолётом. В марте 1959 года за ней последовал второй вариант – N-156F, представлявший собой многоцелевой самолет. N-156F вскоре стал популярным и под обозначением «Freedom Fighter» экспортировался в различные страны. В ходе последовавшего несколько позже, в начале 1960-х годов, переименования всех производимых в стране самолётов этот самолёт стал обозначаться F-5.
Northrop F-5G в демонстрационной окраске
По мере производства этого самолёта были разработаны более двадцати его вариантов, пользовавшихся большой популярностью среди многих стран мира: всего двадцати пяти странам были проданы примерно 2300 экземпляров этой двухдвигательной машины (с учетом учебных Т-38 Talon количество проданных двадцати восьми странам машин было уже примерно 3400).
На базе этого крайне успешного самолета концерн Northrop разработал истребитель, способный развивать максимальную скорость в два раза превышающую скорость звука. Новый самолёт, получивший обозначение F-5G, может состоять на вооружении ВВС до 1990-х годов. В отличие от своих предшественников этот самолёт имеет один двигатель General Electric F 404, развивающий тягу на 60% большую, чем применявшийся на ранних версиях F-5 двигатель J-85. Новый двигатель при работе почти не выбрасывает дым и расходует меньше топлива.
Northrop F-5G является достойным кандидатом для так называемой программы экспортного истребителя FX (FX Export-Fighter-Programm). Его конкурентами являются следующие разрабатываемые истребители: General Dynamics F-16/J79 Falcon, экспортный вариант Dassault Mirage 2000, и, возможно, F-18.
Из всех вышеперечисленных прототипов F-16 благодаря текущим программам ВВС США и большому количеству зарубежных заказов получил большое преимущество как перед Mirage 2000, который по различным причинам начнет производиться не ранее чем через 1,5-2 года, так и перед F-5G, первый полёт которого планируется не ранее осени 1982 года. Серийные поставки F-5G ожидаются в середине 1983 года, в то время как экспортная версия F-16, созданная в соответствии с программой FX, должна производиться на год раньше.
Однако стоимость Northrop F-5G в 1980 году составляла 5 млн. долларов США, что было ниже, чем у его основного конкурента F-16. Еще одним плюсом F-5G является то, что F-5 находится на вооружении большого количества стран и что самолёты семейства F-5 зарекомендовали себя с самой лучшей стороны. Большое количество запасных частей для ранее закупленных F-5 можно использовать и на F-5G. Также большую роль может сыграть и наличие большого количества пунктов технического обеспечения, разбросанных по всему миру. Все эти выше перечисленные преимущества могут существенно повысить шансы F-5G на мировом рынке.
Концерн Northrop оценивал рынок экспортного боевого самолета в 1500 машин, 1000 из которых концерн мог построить сам.
Помимо всего прочего, надежды на возможность получения зарубежных заказов опираются еще и на различные значительные улучшения F-5G по сравнению с его двухмоторным предшественником. Некоторые изменения являются конструктивными, некоторые имеют отношение к аэродинамике.
Вследствие установки на самолёте одного нового двигателя типа F404 вместо ранее устанавливаемых рядом друг с другом двух двигателей типа J85 хвостовая часть F-5G стала скруглённой и значительно более узкой. Средняя часть фюзеляжа из-за установки дополнительной вставки сразу за кабиной пилота длиной 125 мм и вследствие иного варианта установки оборудования и топливных баков стала более удобной для доступа к радиоэлектронному оборудованию, располагавшемуся в хвостовой части фюзеляжа.
Оба расположенных по бокам фюзеляжа F-5G воздухозаборника остались, но располагаются они ближе к носовой части самолёта и на несколько большем расстоянии от корпуса. Шасси по сравнению с F-5E было усилено. Для снижения веса хвостовая часть и хвостовое оперение были выполнены из углепластика. Внешняя обшивка консолей крыла F-5G была усилена в целях обеспечения возможности выполнять маневры с перегрузкой до 9 g. Передние кромки крыла в районе расположения корневой части крыла были продолжены вперёд для увеличения подъёмной силы.
Одним из самых важных изменений, касающихся носа корпуса, стала его форма, напоминающая нос акулы и запатентованная концерном несколько ранее. У ранних версий F-5 имела место недостаточная устойчивость в процессе полёта на высоких углах атаки. Новая носовая часть самолёта должна была устранять ранее имевшую место опасную тенденцию, когда в воздушном бою F-5 в различных фазах полёта не слушался рулей и пилот не мог контролировать полёт самолёта.
Инженеры концерна Northrop Хидли (Headley), Скоу (Skow) и Тиритага (Tiritaga) нашли способ решить проблему неустойчивости полёта за счет установки на самолёте более плоской, чем ранее, носовой части. Форма новой носовой части, если смотреть в направлении полёта, из примерно круглого сечения фюзеляжа на уровне передней кромки кабины пилота, постепенно становилась более плоской, подобной овалу. Такое изменение формы носовой части стало причиной возникновения незначительной турбулентности у передней оконечности носовой части. Передняя оконечность носовой части была установлена таким образом, что при нормальных углах атаки турбулентность не возникала. При больших углах атаки и при превышении этих углов турбулентность возникала, но её можно было контролировать. Возникающий турбулентный след был стабильным, и концерн Northrop, таким образом, получил возможность отказаться от необходимого в подобных случаях увеличения размеров хвостового оперения. Новая форма носовой части была уже и у некоторых поставленных Таиланду самолётов F-5E. В концерне Northrop такую форму носовой части назвали «акулий нос» («shark nose»).
Аналогичная акулообразная форма носовой части, конечно, могла быть создана и с иной целью. Так, Д. М. Рао (D. M. Rao) в своей работе показал возможность демпфирования возникающих боковых нагрузок на заострённую носовую часть самолёта при превышении допустимых углов атаки. Аналогичное действие нагрузок при сечении носовой части, близкой к круглой, можно было бы получить при помощи наплывов, выполненных на носовой части. На F-5G можно было отказаться от носовой части с круглым поперечным сечением и получить, таким образом, более лёгкий нос, который к тому же был бы проще и дешевле при изготовлении.
Как уже упоминалось, шансы в отношении востребованности F-5G на мировом рынке концерн Northrop оценивает как оптимистичные. Затраты на разработку и эксплуатационные расходы в сравнении с другими самолетами были очень низкими. Так, по расчетам концерна Northrop расход топлива для F-5G в течении пятнадцати лет на 60 % ниже, эксплуатационные расходы на 70 % ниже, расходы на содержание персонала на 55 % ниже в сравнении с пятью другими американскими самолётами, способными выполнять те же боевые задачи.
По сравнению с находившимся на вооружении F-4E Phantom II истребитель F-5G выглядел предпочтительнее: его удельная мощность (тяга силовой установки/взлётный вес) была равна примерно 1, при этом длина разбега при взлёте была меньше на 25 %, самолёт во время полёта мог выполнять виражи меньшего радиуса. Меньшие размеры F-5G и меньшее тепловое излучение делали его несколько менее заметным для радаров противника.
Применяющиеся в том числе и на палубных истребителях-бомбардировщиках F/A-18A Hornet двигатели General Electric F 404 работают без выделения дыма, расходуют меньше топлива и при увеличении оборотов развивают большую тягу без задержки. Благодаря модульной конструкции силовой установки F-5G её ремонт можно проводить без демонтажа с самолёта, что позволит провести соответствующие работы непосредственно в воинских частях. Затраты на техническое обслуживание составляют примерно 50 % всех затрат на выполнение аналогичных работ на F-4E.
Если F-5G выполнит все ожидания разработавшего и производящего его концерна, то самолёт с носовой частью, подобной акульей, легко опередит всех своих конкурентов, разрабатываемых в соответствии с программой экспортного истребителя FX. В концерне Northrop уже в течение этих недель ожидают поступления заказов на новый самолёт.
Взлет закамуфлированного истребителя Northrop F-5G
Northrop F-5G в полете; на данном снимке хорошо показана его подобная акульему носу плоская носовая часть
Изображённый в разрезе Northrop F-5G
Схема истребителя Northrop F-5G
Эффект, получаемый благодаря наличию подобной акульему носу носовой части, может быть получен при помощи установки специального наплыва. Патент США за № 4.225.102
Сравнение двигателей General Electric F404 и J79. ТРД F404 предназначается для установки на F-5G, ТРД J79 устанавливался на истребителях F-104 Starfighter и F-4 Phantom II
Сравнение истребителей F-5G и F-4E Phantom II
Возмущение воздушного потока, создаваемое акулоподобной носовой частью F-5G
Вид сбоку и поперечные сечения акулоподобной носовой части F-5G показывают поток турбулентности
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: многоцелевой истребитель
Экипаж: 1 человек
Силовая установка: один ТРДД General Electric F404, развивающий тягу 7260 кг
Размеры:
длина 14,78 м
размах крыла 8,13 м
высота 4,52 м
площадь несущих поверхностей 17,28 м²
Вес:
максимальный взлётный 11 860 кг
Летные характеристики:
максимальная горизонтальная скорость M=2,0
перегоночная дальность 2760 км
Источники:
Jack W. Headley, Andrew M. Skow und Andrew Titiri-ga Jr.: Shark Nose for Aircraft. US-Patent 4.176.813
Robert A. Frosch und Dhanvada M. Rao: Aerodynamic Side-Force Alleviation Means. US-Patent 4.225.102 (angemeldet 12. 3. 1979)
Dhanvada M. Rao: Side-force alleviation on slender, pointed forebodies at high angles of attack. In: Journal of Aircraft, November 1979. S. 763 ff. Northrop Werksunterlagen
Abbildungen: Northrop und Sammlung H. J. Meier.
источник: Hans Justus Meier «NORTHROP F-5G. Das Flugzeug mit der Haifisch-Nase» // Luftfahrt International 1/1981
